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《新疆大学》 2007年
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NiO-SDC+LSGM/BCY20中低温天然气固体氧化物燃料电池复合阳极的性能研究

郝家勇  
【摘要】: 固体氧化物燃料电池是一种能将燃料气的化学能转化为电能的发电装置。由于其具有转化效率高、清洁、无污染、无噪音等特点,受到人们的普遍关注,现在已成为世界各国研究的热点之一。 本课题主要研究中低温天然气SOFC单电池的制备,以及对不同体系的阳极性能的表征,为了得到性能较好的中温天然气SOFC做了以下工作。 研究了中低温天然气SOFC单电池的粉体制备,采用溶胶-凝胶法制备了单电池的阳极、电解质和阴极粉体,用XRD测试了单电池阳极粉体的性能。XRD结果表明电池粉体径粒尺寸为4-35nm之间,采用共压共烧结法制备了以NiO-SDC+LSGM复合阳极支撑,以LSGM为电解质,以GDC+LSCF为复合阴极的单电池,阴极采用涂步法制备了单电池,并测试其电化学性能。 NiO-SDC+LSGM(3:2)单电池在600℃时电池的功率密度达到最大为:45.86 mW/cm2,电流密度为229.32mA/cm2。并用SEM电镜观察了单电池断面的形貌,用XRD测试了NiO-SDC+LSGM复合阳极的性能,结果表明:当LSGM:SDC大于3:2后,LSGM与NiO发生反应.采用二次共压法制备了以NiO-SDC+BCY20为复合阳极,以BCY20为电解质,以GDC+LSCF为复合阴极的单电池,阴极采用涂步法制备了单电池。在650℃时电池的功率密度达到最大为53.3 mW/cm2,电流密度为262.8mA/cm2。并用SEM电镜观察了单电池断面的形貌,发现二次干压法制得的单电池具有更好的三相界面,用XRD测试了NiO-SDC+BCY20复合阳极的性能。结果表明,BCY20没有和复合阳极的其他组分发生反应,NiO、SDC、BCY20各自以单独相存,对复合阳极的烧结性能以及氧离子迁移数作了研究,结果表明:SDC:BCY20 =2:3时电池具有比较好的性能。
【学位授予单位】:新疆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TM911.4

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【参考文献】
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